中國電子科技集團(tuán)公司第38研究所精密加工分廠 安徽合肥 230031

1 序言

聚四氟乙烯材料是四氟乙烯的聚合物，顏色為白色。聚四氟乙烯具有以下特點。

1）不吸潮、不燃，對氧、紫外線均極穩(wěn)定，具有優(yōu)異的耐候性。

2）幾乎不受任何化學(xué)試劑腐蝕。

3）絕緣性能好，介質(zhì)損耗小，具有自潤滑性。

4）具有塑料中最小的摩擦因數(shù)，是理想的無油潤滑材料。

5）材質(zhì)較軟，非常容易切削，屬于易加工材料。

聚四氟乙烯材料被廣泛應(yīng)用于原子能、航天、電子、電氣、化工、機(jī)械、儀器、儀表、建筑、紡織和食品等行業(yè)。

我單位加工一種聚四氟乙烯材料盒體，由于材質(zhì)較軟且底部較薄，因此加工有一定難度。

2 聚四氟乙烯盒體加工出現(xiàn)的問題及原因

圖1所示聚四氟乙烯材料盒體底部很薄，只有1mm，原加工工藝是用壓板壓緊四周，用φ6mm立銑刀由內(nèi)而外分層切削，在切削加工過程中，當(dāng)盒體底部余量在2mm時，由于聚四氟乙烯材料較軟，底面越來越薄，強(qiáng)度逐步降低，在切削力的作用下開始有振顫，繼續(xù)加工就會出現(xiàn)底面被拉起或者被撕裂的現(xiàn)象，使整個零件報廢。

經(jīng)分析認(rèn)為，由于零件材質(zhì)較軟，零件材料被逐步切除后，當(dāng)切削力大于材料所能承受的強(qiáng)度時，就會產(chǎn)生零件底面被拉起或者被撕裂的現(xiàn)象。

圖1 聚四氟乙烯材料盒體

3 改進(jìn)后的工藝方案

根據(jù)材料特性，重新制定了一套加工工藝方案。

1）如圖2所示，將零件內(nèi)腔分為4小塊，中間預(yù)留＜6mm的加強(qiáng)筋，主要目的是減小一次切削面積。通過中間的加強(qiáng)筋，增強(qiáng)零件底部加工區(qū)域的強(qiáng)度，使零件底面不易被拉起或撕裂。

圖2 將零件內(nèi)腔分為4小塊

2）改變切削路徑及切削深度，如圖3所示。從4小塊內(nèi)腔中間位置下刀，加工深度直接到Z向-9mm，不采用分層逐步加工，這樣四周余料的厚度一直保持在9mm，材料的強(qiáng)度大于切削力時，底面就不會被拉起或撕裂。

圖3 改變切削路徑及切削深度

3）采用環(huán)形由內(nèi)向外的加工刀具路徑，順時針方向一圈圈往外切削零件余量。順時針切削時切削作用力是向下的，起到將零件下壓的作用，當(dāng)零件余量減少時，底面不會被拉拽起來。

4）刀具的轉(zhuǎn)速一般控制在3000r/min，進(jìn)給速度500mm/min。這組切削參數(shù)是通過驗證得到的，刀具的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度匹配，在加工零件的過程中可以減少熱量及切削力，零件余量切除后不會產(chǎn)生過多的應(yīng)力，因此不會產(chǎn)生變形。

5）加工完4小塊內(nèi)腔后，在去除中間加強(qiáng)筋時，關(guān)鍵技巧是通過4塊強(qiáng)力磁鐵的作用，將零件的底部與工作臺壓平并固定住，如圖4所示。針對加強(qiáng)筋逐條分層加工，通過3次下刀去除中間的加強(qiáng)筋。

圖4 采用磁鐵壓緊

4 結(jié)束語

通過采用以上技巧和方法，能夠解決聚四氟乙烯材料盒體的加工難題，保證了加工質(zhì)量。該方法簡單實用，成本很低，可以應(yīng)用于類似的底面較薄的零件加工中。只要磁鐵的吸附力大于切削力，就不用擔(dān)心零件被移動，零件底面會被磁力壓平，加工出來的零件底面就非常平整。

專家點評

本文根據(jù)聚四氟乙烯材料的特性，制定了一套完整的加工方案，通過工藝加強(qiáng)筋和磁鐵壓緊的方法，輕松解決了薄壁盒體的加工難題。創(chuàng)新方法獨具特色，磁鐵定位頗具匠心，具有適用面廣、實用性強(qiáng)、操作簡單及成本低廉的優(yōu)點，非常適用于底面較薄的非金屬材料的切削加工。